【正文】 主動式跟蹤 ? 由于控制誤差和機械傳動誤差，造成較大的累積誤差 會產(chǎn)生－－ 無功運動 被動式跟蹤 ? 晝夜更替，多云天氣、陰雨天氣 會產(chǎn)生－－ 跟蹤誤差 兩者的結合－－有效的途徑 22 太陽能系統(tǒng)研究所 Institute for Solar Energy Systems 2022/2/2 類型 初始安裝成本 能耗 發(fā)電性能 機械故障 安裝地點 安裝重量 固定式 較低 無 較差 無 各種屋頂 較輕 光伏跟蹤 較高 有 提高約30% 有 平地或大型平面屋頂 較重 固定式安裝和光伏跟蹤的特性比較 23 太陽能系統(tǒng)研究所 Institute for Solar Energy Systems 2022/2/2 ? 為無電場合提供電源 ? 小型太陽能電子產(chǎn)品 ? 大規(guī)模光伏發(fā)電系統(tǒng) ? 與建筑結合光伏發(fā)電系統(tǒng)（ BIPV， BAPV） 按照應用場合 、 類型區(qū)分 24 太陽能系統(tǒng)研究所 Institute for Solar Energy Systems 2022/2/2 集中式 主從結構 分布式 帶逆變器的組件 系統(tǒng)的電力布置方式 25 太陽能系統(tǒng)研究所 Institute for Solar Energy Systems 2022/2/2 光伏系統(tǒng)設計 系統(tǒng)設計的基本目的：全面統(tǒng)籌考慮太陽能光伏系統(tǒng)運行的可靠性以及光伏系統(tǒng)投資成本之間的關系，力爭在保證太陽能光伏系統(tǒng)運行可靠性的前提下，盡量的減少太陽能光伏系統(tǒng)的初期投資成本以及長期工作的維護成本； ? 在太陽能光伏系統(tǒng)的各項基本配置相同的前提下，盡量提高太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)的發(fā)電量，減少由于電能傳輸和交直流轉換等系統(tǒng)原因造成的各種不良因素對光伏發(fā)電系統(tǒng)輸出性能的影響，以提高太陽能光伏系統(tǒng)的工作效率和長期收益。 31 太陽能系統(tǒng)研究所 Institute for Solar Energy Systems 2022/2/2 場地考察和陰影分析 設計之前，有必要對安裝光伏系統(tǒng)的 地點 進行場地考察并對光伏系統(tǒng)的基本環(huán)境進行評估。 32 太陽能系統(tǒng)研究所 Institute for Solar Energy Systems 2022/2/2 場地考察 在進行光伏系統(tǒng)安裝場地考察的時候，為了后期的太陽能光伏系統(tǒng)設計，需要注意的問題如下： ? 對于離網(wǎng)型光伏系統(tǒng)，需要了解整體系統(tǒng)的負載需求，要詳細的了解有哪些負載，負載的數(shù)量有多少，負載是交流還是直流，工作時間等； ? 對于并網(wǎng)光伏系統(tǒng)，需要了解業(yè)主的光伏系統(tǒng)安裝地點的實際電力配置情況，以及業(yè)主對電力輸出的具體要求； ? 了解光伏組件安裝的地方空間有多大，安裝的難度如何。 安裝地點的通過性 ?光伏組件是否能夠很順利的運達光伏陣列安裝現(xiàn)場； ?光伏逆變器等較大的設備是否能夠很順利的運到安裝現(xiàn)場； ?如果不能從樓內(nèi)運輸，是否有起吊的條件等。 40 太陽能系統(tǒng)研究所 Institute for Solar Energy Systems 2022/2/2 ?周圍物體產(chǎn)生的陰影的影響 ?結果只要能保證在冬至日的日出后 之間不會有前后排陰影遮擋的問題即可。 42 太陽能系統(tǒng)研究所 Institute for Solar Energy Systems 2022/2/2 氣象資料收集 ? 太陽短波輻射： ? 直射輻射 SL ? 散射輻射 Ed ? 總輻射 Eg ? 短波反射輻射 Er ? 地球長波輻射： ? 大氣長波輻射 EL↓ ? 地面長波輻射 EL↑ 43 太陽能系統(tǒng)研究所 Institute for Solar Energy Systems 2022/2/2 氣象資料收集 ?太陽輻射資料 44 太陽能系統(tǒng)研究所 Institute for Solar Energy Systems 2022/2/2 ?溫度：日平均溫度，日最高溫度，日最低溫度 ? 溫度對光伏組件的開路電壓，輸出電流，輸出功率，等電性能有很大影響，在后續(xù)設計中是很重要的因素； ? 對相關的電氣設備的使用環(huán)境也有很大影響。 47 太陽能系統(tǒng)研究所 Institute for Solar Energy Systems 2022/2/2 ?該建筑是否為節(jié)能建筑 ?建筑物安裝地點如樓頂?shù)? 承重能力 ?建筑物隔熱層的要求 ?建筑物上的實際建筑面積以及太陽能光伏組件安裝的實際可利用面積 48 太陽能系統(tǒng)研究所 Institute for Solar Energy Systems 2022/2/2 49 太陽能系統(tǒng)研究所 Institute for Solar Energy Systems 2022/2/2 BIPV光伏系統(tǒng) 50 太陽能系統(tǒng)研究所 Institute for Solar Energy Systems 2022/2/2 組件和逆變器的匹配 Ⅰ 組件的串并聯(lián)和逆變器的性能的匹配和優(yōu)化，主要是考慮溫度對組件的電性能的影響，涉及到如下幾個方面： 1. 串聯(lián)組件的開路電壓在低溫的時候要小于逆變器可以接受的最高直流輸入電壓 。 51 太陽能系統(tǒng)研究所 Institute for Solar Energy Systems 2022/2/2 組件和逆變器的匹配 Ⅰ ?說明 ? 左圖為 Suntech的多晶硅組件。 ? 使用 SMA Sunny Mini Central 5000A逆變器設計 ? 組件串聯(lián)后的 MPPT工作電壓必須在逆變器規(guī)定的范圍內(nèi)，考慮到溫度影響，那么，組件串聯(lián)的數(shù)目應該在 10～ 13塊之間。 3. 逆變器的最大直流功率不是建議的最大光伏陣列功率。 ? 對于現(xiàn)在發(fā)展迅速的太陽能光伏建筑一體化而言，并網(wǎng)光伏系統(tǒng)的容量受到建筑場地的限制，這時候，并網(wǎng)光伏系統(tǒng)的容量就需要綜合考慮建筑的向陽面積，業(yè)主的需求，環(huán)境美觀等多種因素的影響。調(diào)整的幅度最好在 10度以內(nèi)。 ? 目前，由于太陽能光伏組件的封裝技術已經(jīng)有了長足的發(fā)展，大部分廠商生產(chǎn)的光伏組件的強度和韌性，已經(jīng)能夠滿足在各種環(huán)境下使用的各項力學性能要求。 64 太陽能系統(tǒng)研究所 Institute for Solar Energy Systems 2022/2/2 透光性 ? 在偏遠地區(qū)建設的大型并網(wǎng)光伏電站以及一些偏遠地區(qū)的離網(wǎng)型光伏電站，大都采用的是標準封裝的組件，對于光伏組件的透光性沒有要求。也就是說太陽能光伏組件完全可以滿足相關建筑物對采光的要求。最大特點是系統(tǒng)的功率高，成本低。 ? 目前，有許多大中型并網(wǎng)光伏電站采用了光伏組串逆變器技術。 ? 為了保證光伏逆變器的工作機會均等，避免某一個光伏逆變器的工作時間過長，主從逆變器可以自動的輪換光伏逆變器主從工作的配置，以降低光伏逆變器的維護成本。 –逆變器可以安裝在光伏組件的旁邊，有利于合理布線。 直流系統(tǒng) 79 太陽能系統(tǒng)研究所 Institute for Solar Energy Systems 2022/2/2 交流系統(tǒng) 80 太陽能系統(tǒng)研究所 Institute for Solar Energy Systems 2022/2/2 獨立逆變器負 載蓄電池光伏交流（獨立） 81 太陽能系統(tǒng)研究所 Institute for Solar Energy Systems 2022/2/2 關鍵技術： a）電壓電流的控制技術； b）負載的啟動性能和脫加負載響應的快速性； c) 系統(tǒng)的各種保護功能及可靠性 。這主要是因為： 當電網(wǎng)需要停電維修時，自持的供電網(wǎng)絡將會危 及維修人員的安全； 當孤島效應發(fā)生時，電網(wǎng)不能控制供電孤島的電 壓和頻率，電壓幅值和頻率的漂移會對用電設備 帶來破壞； 由于并網(wǎng)系統(tǒng)輸出電壓和電網(wǎng)電壓之間產(chǎn)生了相 位差，所以當電網(wǎng)重新恢復供電時會產(chǎn)生浪涌電 流，可能會引起再次跳閘或?qū)夥到y(tǒng)、負載和 供電系統(tǒng)帶來損壞。 被動的檢測方法 ： (a) 檢測輸出電壓的幅值和頻率； (b) 檢測電壓諧波 ； (c) 檢測電壓電流相位的跳變 ； 主動的檢測方法 ： (a) 改變系統(tǒng)輸出功率 ； (b) 改變系統(tǒng)負載 ； (c) 主動頻率漂移法 。優(yōu)點 可以使用安全的低壓系統(tǒng) （ 小于120V） ； 設備的使用壽命較長； 減少電磁干擾 ， 減少電子煙霧 。 帶變壓器和不帶變壓器式光伏逆變器性能對比分析 91 太陽能系統(tǒng)研究所 Institute for Solar Energy Systems 2022/2/2 逆變器的工作環(huán)境 ? 光伏逆變器對工作環(huán)境也有一定的要求，如果光伏逆變器的技術性能不能適應實際工作環(huán)境的要求，則會大大降低光伏逆變器的工作性能，增加光伏逆變器的工作故障率以及減少光伏逆變器的工作壽命。 ? 環(huán)境濕度。 ? 最大海拔高度。 93 太陽能系統(tǒng)研究所 Institute for Solar Energy Systems 2022/2/2 ?電能質(zhì)量 ?成本 ?環(huán)境要求 ?安全性要求 ?效率 光伏逆變器選型 94 太陽能系統(tǒng)研究所 Institute for Solar Energy Systems 2022/2/2 ? 并網(wǎng)逆變器電能質(zhì)量要求 ? 太陽能并網(wǎng)光伏系統(tǒng)使用的并網(wǎng)光伏逆變器必須具有高品質(zhì)的電能輸出。 7％，單相電壓偏差為額定電壓的＋ 7％、－ 10％； 95 太陽能系統(tǒng)研究所 Institute for Solar Energy Systems 2022/2/2 ? 光伏并網(wǎng)逆變器與公共電網(wǎng)必須同步運行，光伏系統(tǒng)并網(wǎng)后的頻率允許偏差應符合 GB/T15945和 GB/T199392022的 ，即偏差值為 177。 4％ ； 96 太陽能系統(tǒng)研究所 Institute for Solar Energy Systems 2022/2/2 ? 并網(wǎng)逆變器電能安全保護要求 ? 并網(wǎng)光伏逆變器在進行并網(wǎng)工作的時候，用電安全保護是個非常重要的問題，下面是一個典型的并網(wǎng)光伏逆變器所具有的電能安全保護功能： ? 極性反接保護 ? 短路保護 ? 光伏逆變器對電網(wǎng)設置了短路保護，當電網(wǎng)短路時，逆變器的過流不大于額定電流的 150％，并在 。 ? 光伏逆變器可以采用 “孤島效應”的檢測方法，在并網(wǎng)光伏逆變器檢測到公共電網(wǎng)失電后，會立即停止工作，也就是停止向公共電網(wǎng)供電；當公共電網(wǎng)恢復供電時，并網(wǎng)逆變器并不會立即投入運行，而是需要持續(xù)檢測公共電網(wǎng)信號在一段時間（可以在一定范圍內(nèi)調(diào)節(jié)）內(nèi)完全正常，才重新投入運行，保證了安全。 ? 過 /欠頻率保護 ? 當電網(wǎng)接口處頻率超出 50177。 ? 另外需要注意的是光伏逆變器的輸出安全性設計時考慮高壓輸出端的電極不會被人手觸及。現(xiàn)在很多太陽能并網(wǎng)光伏系統(tǒng)中，都已經(jīng)可以通過光伏系統(tǒng)所使用的光伏逆變器，采用多種通訊方式監(jiān)控整個太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)的運行。 ? 對于無人值守或者沒有人員進行長期監(jiān)控的鐵道系統(tǒng)建筑可以采用這種方法實現(xiàn)遠程的系統(tǒng)監(jiān)控，從而實時了解系統(tǒng)的工作狀態(tài)，出現(xiàn)故障可以及時檢修。 數(shù)據(jù)處理 分別計算每個系統(tǒng)實時發(fā)電功率、日發(fā)電量、日減排二氧化碳量、累計發(fā)電量、累計減排二氧化碳量；全部系統(tǒng)總的實時發(fā)電功率、日發(fā)電量、日減排二氧化碳量、累計發(fā)電量、累計減排二氧化碳量。 監(jiān)控系統(tǒng)主要功能 114 太陽能系統(tǒng)研究所 Institute for Solar Energy Systems 2022/2/2 ? 防直擊雷設計：太陽能光伏陣列的金屬支架及其它金屬構件均應與屋面避雷帶或防雷引下線可靠連接。 –交流部分均設有專用保